La vida tal como la conocemos se originó hace aproximadamente 3,5 a 4 mil millones de años en la forma de una sopa prebiótica ("antes de la vida") de moléculas orgánicas que de alguna manera comenzaron a replicarse y transmitir una fórmula genética. O eso es lo que se piensa detrás de RNA World, una de las hipótesis más robustas del origen de la vida.

Los investigadores de la Universidad de California en Santa Bárbara ahora han encontrado evidencia de que el aminoácido arginina (o su equivalente mundial prebiótico) puede haber sido un ingrediente más importante en esta sopa de lo que se pensaba anteriormente.

"La gente tiende a pensar que la arginina no es prebiótica, "dijo Irene Chen, un biofísico cuya investigación se centra en los orígenes químicos de la vida. "Tienden a pensar que los aminoácidos más simples son plausibles, como la glicina y la alanina. "Arginina, por el contrario, es relativamente más complejo, y por lo tanto se pensó que había entrado en el juego en una etapa posterior.

Tierra primordial, según la teoría del mundo de ARN, tenía las condiciones para albergar varios tipos de biomoléculas, incluidos los ácidos nucleicos (que se convierten en material genético), aminoácidos (que eventualmente se unen para formar las proteínas que son responsables de la estructura y función de las células) y lípidos (que almacenan energía y protegen las células). Bajo qué circunstancias y cómo estas biomoléculas trabajaron juntas es una fuente de investigación en curso para los investigadores de los orígenes de la vida.

Para su investigación, Los científicos de UCSB analizaron un conjunto de datos de complejos de proteínas y aptámeros (moléculas cortas de ARN y ADN que se unen a proteínas diana específicas) evolucionadas in vitro.

"Buscábamos la interfaz cuyas propiedades favorecían la unión, "dijo Celia Blanco, investigador postdoctoral en el Chen Lab, y autor principal de un artículo que aparece en la revista Biología actual . La evolución in vitro fue un factor importante a la hora de seleccionar estos complejos evolutivamente independientes, ella señaló, para evitar los efectos de confusión resultantes de la evolución biológica y para imitar de cerca las condiciones de un mundo prebiótico.

"Hay tantas limitaciones en biología, "dijo Chen, que también es médico. "Las interacciones proteína-ADN o proteína-ARN evolucionadas biológicamente tienen que funcionar dentro de una célula; ese no será exactamente el caso para los orígenes de la vida".

Lo que encontraron los investigadores fue que la arginina participaba en muchas de las interacciones químicas entre proteínas y aptámeros.

"Por supuesto, esperábamos que fuera muy importante para las interacciones electrostáticas porque tiene carga positiva, "Chen dijo, "pero también fue el aminoácido dominante para las interacciones hidrofóbicas, interacciones de apilamiento y estos otros modos diferentes de interacción por los que otros aminoácidos son más conocidos ". En menor grado, La lisina (otro aminoácido cargado positivamente) también jugó un papel importante en estas interacciones.

Entre otras razones, Es posible que se haya pasado por alto la arginina porque es un aminoácido relativamente más difícil de sintetizar.

"Por lo general, la gente basa el consenso de lo que es prebiótico y lo que no lo es en experimentos, "Dijo Blanco." Y usando lo que la gente cree que son condiciones prebióticas, la arginina y la lisina parecen ser difíciles de sintetizar o detectar ". Pero solo porque algo como la arginina no se ha producido en los experimentos de laboratorio realizados hasta ahora, Blanco continuó, no significa que no estuviera allí.

Los investigadores tienen cuidado de señalar que, aunque se descubrió que el aminoácido que llamamos arginina es importante en las interacciones de unión de aptámero-proteína que examinaron, Hace miles de millones de años, la biomolécula puede no haber sido necesariamente la arginina actual, sino quizás un equivalente primordial cargado positivamente.

Este desarrollo arroja más luz sobre lo que podrían haber sido las condiciones ideales para el surgimiento de la vida. Hay una variedad de hipótesis, desde cometas hasta respiraderos hidrotermales y otros ambientes, que pueden haber sido favorables para la eventual evolución de las células, así como varios experimentos emblemáticos que refuerzan la idea de RNA World.

"Si hubiéramos descubierto que la glicina era realmente importante para las interacciones ARN-proteína, y que la glicina está en todas partes, entonces eso no habría sido útil para determinar las condiciones plausibles, ", dijo Chen." Pero encontrar que la arginina era importante limita el tipo de escenarios que podrían haber dado lugar al código genético ".